金贝棋牌学者在解析独一味的低海拔适应研究方面取得进展,相关成果以“Integrating transcriptome, metabolome and microbiome to explore the molecular mechanism of phenotypic plasticity in P. rotata during low-altitude domestication”为题,于2025年8月在《Plant, Cell & Environment》(中科院一区,TOP期刊)正式发表。民族医药学院2023级博士研究生吴雪梅为论文第一作者,民族医药学院古锐教授为通讯作者,成都中医药大学为第一单位。
高原濒危药材独一味因过度采挖和天然更新缓慢而面临资源衰退,其在低海拔驯化过程中表现出的表型可塑性机制尚不清楚。深入解析海拔环境因子驱动下独一味在低海拔适应的分子与微生物机制,有助于阐明其可持续利用与驯化栽培的关键科学问题。
本研究基于多组学整合策略,采集高、中、低海拔独一味根际土壤和叶片样品,系统开展了微生物测序、转录组测序、非靶向代谢组及表型性状联合分析。结果显示,独一味根际微生物群落随海拔梯度发生显著变化,低海拔群落表现出更强的代谢活性与养分循环能力。Procrustes分析表明,微生物群落与植株表型性状具有高度一致性(细菌 R? = 0.84,真菌 R? = 0.82)。转录组分析鉴定出 3336 和 9208 个与表型变异相关的基因,其中低海拔样品主要富集于生长发育和合成代谢通路,高海拔样品则富集于防御和逆境应答功能。代谢组检测到 658 个差异代谢物,高海拔显著富集赤霉素及苯丙素类等次生代谢物,而低海拔则增强了丁酸、淀粉和蔗糖代谢。Mantel 检验和 PLS-SEM 模型结果揭示:海拔驱动的根际微生物功能变化通过调控宿主基因表达和次生代谢,最终塑造了独一味的表型可塑性。
该研究系统揭示了独一味在低海拔驯化中的“微生物—转录组—代谢组—表型”耦合机制,深化了对高原药材环境适应性的理解,为独一味的低海拔驯化提供了理论依据与实践参考。
该研究受到科技部国家重点研发计划课题(编号:2019YFC1712305)的资助。
全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.70138
(供稿:民族医药学院)